[发明专利]一种微小激光功率热电堆传感器

说明书

本发明公开了一种微小激光功率热电堆传感器，包括铝合金基体、低导热系数薄膜、铜镀层、绝缘层、热电堆敏感层、吸收体以及铜压圈；所述铝合金基体为圆环台阶结构，所述低导热系数薄膜与铝合金基体成同心圆，所述铜镀层设置于低导热系数薄膜上部，所述绝缘层呈圆片状设置于铜镀层上部，所述热电堆敏感层设置于绝缘层上部，所述吸收体设于热电堆敏感层中部，所述铜压圈设置于绝缘层上部；本发明中采用的薄膜压圈结构，降低了加工难度；同时由于采用了低导热系数的薄膜材料使得绝大部分热量都集中在热电堆敏感层上，提高了热电堆冷端和热端的温差，从而使输出的电压信号增大，提高了传感器测量微小功率时的灵敏度。

技术领域

本发明涉及激光功率测量技术领域，具体是指一种微小激光功率热电堆传感器。

背景技术

随着激光器的大量应用，准确地测量激光功率无论是在工业、医疗、通信亦或是军事领域都显得至关重要。

现有技术中，通常采用激光功率计测量激光的功率。激光功率计一般由内置传感器的功率探头和显示组件构成。按原理不同，传感器可分为光电型传感器和热电型传感器。光电型传感器的原理是通过光电二极管，直接将光能转换为电流或者电压信号以表征激光功率的大小。光电型传感器虽然响应时间更短，响应频率更高，但是其适用的波长有限制。热电型传感器通常采用对称式布局的热电堆测量被吸收体吸收的激光能量在基体中形成的温度梯度从而输出电信号来进行测量。热电型探头的响应时间相对较长，但光谱测量范围宽，从紫外到远红外波段均可使用，因此应用更加广泛。

现有的热电堆传感器通常由铝合金基体、吸收体、绝缘层、敏感层、接线柱组成，热电堆敏感层位于吸收体背面。现有热电型传感器应用于微小功率测量时，为了提高响应和输出电压，基体中间吸收体部分的铝合金基体需要加工至0.3毫米甚至更薄，为了准确测量，中间部分整体尺寸误差必须控制在非常小的范围内，其加工难度大。并且中间部分材质同样为铝合金，微小功率激光能量所产生的的温度梯度非常小，很难输出较大的电信号。因此测量较小功率时需要将信号放大非常大的倍数容易失真，对测量精度造成影响。

所以，一种微小激光功率热电堆传感器成为人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中热电堆传感器加工难度大、输出电压信号小、测量微小功率时，测量精度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种微小激光功率热电堆传感器，包括铝合金基体、低导热系数薄膜、铜镀层、绝缘层、热电堆敏感层、吸收体以及铜压圈；

所述铝合金基体为圆环台阶结构，所述铝合金基体包括第一台阶以及第二台阶，所述第一台阶以及第二台阶外侧直径相同，所述第二台阶内直径大于第一台阶内直径；所述低导热系数薄膜呈圆片状且直径略小于第二台阶内直径，所述低导热系数薄膜放置于第一台阶上与铝合金基体成同心圆，所述铜镀层外圈为圆环状，中心为圆片状，中心圆片直径略大于吸收体直径，所述铜镀层设置于低导热系数薄膜上部，所述绝缘层呈圆片状设置于铜镀层上部，所述热电堆敏感层设置于绝缘层上部，所述热电堆敏感层两端位于铜镀层外圈和内圆位置，绝缘层上方，所述吸收体设于热电堆敏感层中部，所述铜压圈设置于绝缘层上部，所述铜压圈内直径大于敏感层外直径，所述铜压圈与敏感层不接触，所述铜压圈与铝合金基体采用过盈配合。

进一步的，所述热电堆敏感层包括热电堆正极层以及热电堆负极层，所述热电堆负极层和热电堆正极层相互对称，紧密相连。

进一步的，所述热电堆敏感层上设有纯银片，所述纯银片一端下部设有贯穿铝合金基体的接线柱，所述接线柱包括绝缘座以及贯穿绝缘座的铜针。

进一步的，所述铜镀层以及低导热系数薄膜上设有与绝缘座配合的第一通孔。

进一步的，所述绝缘座为聚四氟绝缘座。

进一步的，所述低导热系数薄膜采用尼龙材质制成。